Für Mensch und Umwelt

Stand: 20. September 2019

Hintergrundinformationen zur Version 4.1 des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) Datengrundlagen, wichtige Neuerungen und ausgewählte Ergebnisse

1 Allgemein Das HandBuch für EmissionsFAktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) ist eine Datenbank zu den

spezifischen Emissionswerten für die gängigsten Fahrzeugtypen wie Pkw, leichte und schwere

Nutzfahrzeuge (LNF/SNF), Linien- und Reisebusse sowie Motorräder. HBEFA liefert dabei

Emissionsdaten für alle regulierten (z. B. CO, HC, NOx, Partikelmasse und -anzahl) sowie eine

Reihe von nicht-regulierten Luftschadstoffen (z. B. NO2, NMHC, Benzol, SO2 und Blei) und den

Klimagasen (z. B. CO2, CH4 und N2O) und Kraftstoffverbrauch.

Neben Emissionsfaktoren für den betriebswarmen Motor (so genannte "warme"

Emissionsfaktoren in Gramm pro Fahrzeugkilometer) enthält das Handbuch auch

Emissionsfaktoren für Kaltstarts (Kaltstartzuschläge in Gramm pro Start) und

Verdampfungsemissionen (nur für Kohlenwasserstoffe in Gramm pro Abstellvorgang, pro

Fahrzeug und pro Kilometer). Zur Ermittlung der Kaltstart- und Verdampfungsemissionen sowie

für die „warmen“ Emissionsfaktoren von PKW und LNF sind im HBEFA – differenziert nach Land

– typische Tagesgänge für die Umgebungstemperatur enthalten. Diese Temperaturverläufe

werden je nach Emissionsfaktor zusätzlich mit Tagesgängen der Fahrleistung bzw. der

Verteilung der Fahrstrecken oder Standzeiten gewichtet. Dies wurde für warme

Emissionsfaktoren erstmals in HBEFA 3.3 auch auf NOx-Emissionen von Diesel Pkw der

Emissionsnormen Euro 4, 5 und 6 angewendet und wird nun mit dieser Aktualisierung

ausgeweitet auf Diesel Pkw der Norm Euro 3 und LNF der Normen Euro 3-6.

Das HBEFA erfährt mit der Version 4.1 die sechste und die bisher umfangreichste Aktualisierung

seit der erstmaligen Veröffentlichung 1995. Mittlerweile beteiligen sich Verkehrs- und

Umweltbehörden aus sechs europäischen Ländern (Deutschland, Frankreich, Norwegen,

Österreich, Schweden und Schweiz).

Nachfolgend werden die Datengrundlagen, wichtigsten Neuerungen sowie ausgewählte

Ergebnisse vom HBEFA 4.1 beschrieben.

2 Neue Messungen als Modellgrundlage Die Anzahl der Messungen, die dem HBEFA mittlerweile zugrunde liegen, belaufen sich allein für

die PKW auf mehrere Tausend. Viele dieser Datensätze liefern nicht nur Emissionswerte pro

Fahrt oder Fahrzyklus, sondern für jede Sekunde der Messfahrten und -zklyen. Weiterhin liegen

zusätzlich zu den Messwerten auch Angaben zur Motorlast (v.a. Drehmoment und Leistung) vor.

Tabelle 1 zeigt exemplarisch den Vergleich bzgl. der Anzahl der verwendeten Datensätze für

Diesel-Pkw Euro 5 und 6 zwischen HBEFA 3.3 und 4.1.1

1 Die Ermittlung von Emissionsfaktoren erfolgt nicht direkt aus den gemessenen Abgasemissionen, sondern mit Hilfe des Emissionsmodells PHEM (Passenger Car and Heavy Duty Emission Model), das mit Hilfe der Messungen kalibriert wird. Mit PHEM wird dann in einem ersten Schritt für jeden Schadstoff ein Motorkennfeld in Abhängigkeit von Drehmoment und Leistung erzeugt. In einem zweiten Schritt werden dann für den Fahrzeugtyp typische Verkehrssituationen ermittelt. Mit PHEM werden dann für alle Verkehrssituationen differenziert nach Fahrzeug Subsegment die Emissionsfaktoren ermittelt.

2

Tabelle 1: Anzahl der Pkw, die in HBEFA 3.3 und HBEFA 4.1 für die Erstellung der Emissionsfaktoren genutzt wurden (Emissionsnorm Euro 5 und 6)

HBEFA 3.3 HBEFA 4.1

Diesel Pkw Euro 5 24

Diesel Pkw Euro 5 mit/ohne Softwareupdate

keine 8

Diesel Pkw Euro 6 a/b 25 93

Diesel Pkw Euro 6d-Temp keine 6

Die Anzahl der Abgasmessungen auf Basis von RDE-Straßentests (RDE = Real Driving Emissions;

mit PEMS-Messgeräten) hat zugenommen und macht zum Beispiel bei Pkw und LNF der

Emissionsnormen Euro 5 und 6 bereits 70 % aller genutzten Messungen aus. Dies trägt zu einer

realistischeren Ermittlung der Emissionsfaktoren in HBEFA bei. Ebenso wurden gezielt

Abgasmessungen bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen durchgeführt, um zu

identifizieren, welchen Einfluss diese auf die Höhe der Stickstoffoxid-Emissionen (NOx)

insbesondere beim Kaltstart und beim betriebswarmen Motor hat. Zusammen mit der seit

Veröffentlichung des HBEFA 3.3 ebenfalls gewachsenen Datenmenge an europäischen Remote

Sensing Daten2 konnten die NOx-Emissionsfaktoren verschiedener Fahrzeugkategorien

aktualisiert werden.

3 Neuerungen in HBEFA 4.1

Fahrverhalten und Verkehrssituationen

Mit HBEFA 4.1 erfolgte eine umfassende Überprüfung des Fahrverhaltens und der zur Ableitung

der Emissionsfaktoren verwendeten Verkehrssituationen. Dabei erfolgte eine Erweiterung der

Verkehrssituationen auf 365 (HBEFA 3.3 = 276). Hervorzuheben ist dabei die Implementierung

der Verkehrssituationen für Tempo 30 und Tempo 40 auf Hauptverkehrsstraßen und die

Differenzierung der Stop&Go-Verkehrszustandes in zwei nach Geschwindigkeit gestaffelten

Stufen (Stop& Go und Heavy Stop&Go mit Durchschnittsgeschwindigkeiten von 5 bis 10 km/h).

Emissionsfaktoren bei betriebswarmen Motor

Das zur Ableitung der Emissionsfaktoren verwendete Emissionsmodell PHEM wurde

hinsichtlich weiterer Punkte aktualisiert bzw. erweitert. Es wurden Fahrzeugparameter, z. B.

Fahr-und Rollwiderstände sowie Beladung, und das Schaltmodell überarbeitet und die

Simulation von SCR-Katalysatoren durch ein NH3-Speichermodul ergänzt. Tabelle 2 am Ende

dieses Abschnittes gibt für das Beispiel Pkw (bei betriebswarmen Motor differenziert nach

Emissionsnormen) eine Übersicht der Änderungen in HBEFA 4.1 und zeigt, inwieweit sie einen

Effekt auf die Emissionsfaktoren haben. Die Emissionsfaktoren für Motorräder werden erstmals

in PHEM simuliert und nach Steigungs-Gradienten differenziert. Der Verbrauch und die

Emissionen aufgrund von Klimaanlagen sind neu standardmäßig enthalten. Bei schweren

Nutzfahrzeugen wurden Fahrzeugdaten wie Massen, Luftwiderstände, Nennleistungen aller

2 Remote Sensing ist ein System zur berührungsfreien Messung von Schadstoffkonzentrationen im Abgas der an der Messstelle vorbeifahrender Fahrzeuge. Indem die Abschwächung eines durch die Abgaswolke geleiteten Lichtstrahls (Infrarot- und Ultraviolett-Licht) gemessen wird, lassen sich Aussagen zur Konzentration verschiedener Luftschadstoffe im Abgas machen. Mittels Remote Sensing können, im Unterschied zu Rollenprüfstands- oder RDE-Messungen, große Fahrzeugstichproben erfasst und ausgewertet werden.

3

Fahrzeuge und das Schaltmodell für schwere Nutzfahrzeuge (SNF) der Emissionsnorm Euro IV-V

überarbeitet.

Temperaturkorrektur

Seit HBEFA 3.3 wird bei betriebswarmen Motoren das Verhalten von Diesel-Pkw für NOx-

Emissionen in Abhängigkeit der Außentemperatur berücksichtigt. In HBEFA 4.1 konnten die

Temperaturfunktionen auf Grund der verfügbaren Remote Sensing Daten und gezielten PEMS-

Messungen bei unterschiedlicher Umgebungstemperatur von den Emissionsnormen Euro 4 und

6d-TEMP angepasst und um Euro 3 erweitert sowie auch erstmals für LNF auf Euro 3 bis Euro 6

angewandt werden.

Realer Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen

Der reale Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen von Pkw wurden im Rahmen eines im

Auftrag des UBA durchgeführten laufenden Projekts3 im Detail analysiert und die Ergebnisse

integriert. Der Kraftstoffverbrauch wird nicht mehr nur von Euro-3-Benzin- und -Diesel-Pkw,

sondern auch auf der Basis differenzierter Verbrauchsfaktoren für alle Technologien und

Emissionsstandards hergeleitet. Diese werden basierend auf dem EU-CO2-Monitoring4 und dem

Real-World-Mehrverbrauch auf der Straße kalibriert.

Alterung

Auf Basis von Remote Sensing Daten (Projekt CONOX5) wurde ein Anstieg der NOx-Emissionen

über eine Laufleistung von 150.000 km (HBEFA 3.3) hinaus bis zu einer Laufleistung von

300.000 km beobachtet. In HBEFA 4.1 wurde dies mit einer Neuberechnung der

Alterungsfaktoren ab Euro-3- Pkw und -LNF berücksichtigt. Demnach ergeben sich auch

rückwirkend höhere NOx-Emissionen für ältere Pkw und LNF der entsprechenden Normen.

Alternative Antriebe / Kraftstoffe

Alternative Antriebsstränge wurden in HBEFA 4.1. für Pkw um Elektrofahrzeuge (BEV, PHEV)

ergänzt. Alternative Kraftstoffe wurden in verschiedenen Fahrzeugkategorien hinzugefügt6. Für

CNG/LNG-Fahrzeuge stehen erstmals Emissionsfaktoren auf der Grundlage von Messungen und

modelliert nach Verkehrssituation zur Verfügung7.

Well-To-Tank-Emissionsfaktoren

Well-To-Tank (WTT)-Emissionsfaktoren für CO2-Äquivalentemissionen sind im HBEFA 4.1 neu

verfügbar. Diese stellen die Emissionen aus der Kraftstoffherstellung/-bereitstellung und

Stromerzeugung/-bereitstellung unter Annahme des durchschnittlichen Strommix Deutschlands

dar.

Kaltstartzuschlag

Die Berechnungsmethode blieb unverändert, jedoch wurden auf Basis der Ergebnisse neuer

Messungen die Kaltstartzuschläge angepasst. Da die Kaltstartemissionen auch von der

3 Forschungsprojekt FKZ 3716 58 180 0, durchgeführt vom ICCT, DLR, ifeu, INFRAS und TU Graz (Endbericht derzeit noch nicht veröffentlicht). 4 Beim CO2-Monitoring der EU handelt es sich um eine Datenbank die unter anderem die CO2-Emissionen neuer Pkw auf Basis der offiziellen Emissionsdaten aus der Typgenehmigung erfasst. Sie wurde im Rahmen der Einführung der CO2-Flottenzielwerte für neue Pkw eingeführt. 5 Das CONOX Projekt ist ein Projekt, dass unter einem Vertrag der des Bundesamtes für Umwelt, BAFU (www.bafu.admin.ch) durchgeführt wird. 6 Pkw: CNG/Benzin bifuel, LPG/Benzin bifuel, Flexfuel (FFV) // LNF: CNG/Benzin bifuel, Flexfuel (FFV) // SNF: CNG und LNG // Linienbus: CNG und LNG, Ethanol. 7 In früheren Versionen waren Emissionsfaktoren verfügbar, die jedoch nur aus anderen Subsegmenten abgeleitet wurden.

4

Umgebungstemperatur abhängen, ergeben sich auch für die unterschiedlichen

Außentemperaturen geänderte Emissionsfaktoren.

Verdampfungsemission (nur für Kohlenwasserstoffe/HC)

Die Emissionsfaktoren für die Verdampfung werden aus dem Verkehrsemissionsmodell COPERT

(COmputer Programme to calculate Emissions from Road Transport) übernommen; nun mit Daten

aus COPERT V.

Aktualisierung nicht-regulierter Emissionsfaktoren

In der Kategorie nicht-regulierter Schadstoffe sind Emissionsfaktoren neu für Nicht-Endrohr-

Partikel (z. B. Reifen- und Bremsabrieb) und Black Carbon (BC) verfügbar. Die Emissionsfaktoren

von HC (und HC-Spezies), NO2, N2O, NH3, BC und Nicht-Endrohr-Partikel wurden auf der

Grundlage neuer Messdaten und Literaturangaben aktualisiert.

Vereinfachte Segmentierung

Die Größenklassen von Pkw und Zweirädern wurden vereinfacht. So wird im HBEFA 4.1 bei Pkw

nicht mehr nach Hubraumklassen unterschieden, da insbesondere aufgrund des Downsizings der

Motoren der Hubraum nicht mehr genügend mit der Motorleistung korreliert.

Aktualisierte Länderdaten

Die länderspezifischen Daten (Fahrzeugbestände, Neuzulassungen, Fahrleistungen etc.) wurden

in HBEFA 4.1 aktualisiert. Damit umfassen die Zeitreihen für Deutschland die Jahre 1994-2050.

Software-Updates von Diesel-Pkw

In HBEFA 4.1 wurden auf der Grundlage von aktuellen Messdaten Emissionsfaktoren für Euro-5-

Diesel-Pkw mit Motoren der Reihe EA 189 des VW-Konzerns, für die im Rahmen des

verpflichteten Rückrufes ein Software-Update erfolge, bestimmt. Ausgewählte Ergebnisse zu den

Software-Updates dieser Pkw werden im Abschnitt „Ausgewählte Ergebnisse“ beschrieben.

Änderungen am Beispiel der NOx-Emissionen von Diesel-Pkw

Die folgende Tabelle zeigt die Änderung der Daten und Methoden bei der Version 4.1 des HBEFA

am Beispiel der NOx-Emissionen von Diesel-Pkw.

5

Tabelle 2: Änderungen im HBEFA 4.1 und deren Effekte auf NOx-Emissionsfaktoren von Diesel-Pkw verschiedener Emissionsnormen

Änderungen Euro 0-2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6

Neue Basis-emissions-faktoren aufgrund neuer PEMS Daten

keine Anwendung aktualisiert

SCR-Modell (Diesel-Pkw)

keine Anwendung anteilig für Fahrzeuge mit SCR

Ausdehnung des Alterungs-effektes

Bisher wurden bei Laufleistungen größer 50.000km gleichbleibende Emissionen angenommen. In 4.1 wurde dies auf Basis von Remote Sensing Daten geändert. Dadurch kommt es zu einem Anstieg der Schadstoffemissionen bis Laufleistungen von 250.000km. Dies hat auch rückwirkende Auswirkungen für die vergangenen Jahre und einen Effekte auf die NOx-Emissionen.

Temperatur-effekt des betriebs-warmen Motors

keine Anwendung

Neu in HBEFA 4.1 und größter Einflussfaktor

Nochmals angepasst mit mehr Daten (erhöht)

Änderung des Einflusses (Berück-sichtigung der weniger Temp.-beeinflussten EA 189-Pkw)

gleichbleibend

Software- Update (Diesel-Pkw)

keine Anwendung Herausrechnen der VW-Pkw (EA 189) -> größer Effekt auf Temperatur

keine Anwendung

Zusatz für Neben- aggregate

Neu berücksichtigt bis inkl. Euro 6 a/b Angepasst (realistischer)

Beladung / Fahrwider- stände

Aufgrund der Neuberechnung des Kraftstoffverbrauchs nehmen auch die Beladung und damit die Leistung zu, die wiederum Einfluss auf NOx-emissionen hat. Ebenso wurden Daten aus aktuellen Erkenntnissen zu Fahrwiderständen (z. B. Fahrbahnen, Bereifung) integriert

Neue Zyklen Die Aktualisierung bzw. Verbesserung der Fahrzyklen, die den Verkehrssituationen zugrunde liegen, haben zum einen dynamischere Fahrten mit höherer Leistung, was im allgemeinen zu höheren NOx--Emissionen führt, und zum anderen Fahrten im Niedriglastbereich (z. B. Stop&Go) zur Folge, was sich insbesondere für Fahrzeuge mit SCR Katalysatoren negativ auf die NOx-Emissionen auswirkt

6

4 Ausgewählte Ergebnisse

4.1 NOx-Emissionen von Diesel-Kfz (betriebswarmer Motor)

Auf Grund der in Tabelle 2 durchgeführten Aktualisierungen im HBEFA 4.1 ändern sich die

NOx-Emissionsfaktoren des betriebswarmen Motors für Diesel-Pkw in allen Emissionsnormen

umfassend. Abbildung 1 zeigt die aktuellen durchschnittlichen NOx-Emissionen für Diesel-Pkw

der Emissionsnormen Euro 5 und Euro 6 und in einer detaillierteren Aufschlüsselung.

Abbildung 1: Durchschnittliche NOX-Emissionen in mg/km für Euro-5- und Euro-6-Diesel-Pkw

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; durchschnittliche Verkehrssituationen und Temperaturverlauf

in Deutschland; Laufleistung von 50.000 km (für Alterung)

*Aggregation für die Flottenzusammensetzung im Jahr 2018, **Technologie-Abschätzung

Quelle: UBA 2019 auf Basis HBEFA 4.1

Für Euro-5-Diesel-Pkw ist die durchschnittliche Wirkung der Software-Updates für den Motor

EA 189 des VW-Konzerns in Abbildung 1 dargestellt. Die NOx-Emissionen der Euro-5-Diesel-Pkw

mit Motoren der Reihe EA 189 liegen nach Software-Updates deutlich unter den Werten der

übrigen Euro-5-Diesel-Pkw (ohne EA 189); betragen aber mit durchschnittlich 588 mg NOx/km

noch mehr als das Dreifache des Euro-5-Grenzwerts. Der mittlere NOx-Emissionsfaktor für

Euro 6a/b/c wird maßgeblich durch die Euro-6a/b-Pkw bestimmt, da diese den Bestand im Jahr

2018 dominieren. Für Pkw der Emissionsnormen Euro 6c (253 mg NOx/km) und insbesondere

Euro 6d-TEMP (46 mg NOx/km) sowie 6d (40 mg NOx/km) gehen die mittleren NOx-Emissionen

stark zurück; bei letzteren aufgrund der veränderten Prüfverfahren mit verbindlichen Tests im

praktischen Betrieb auf der Straße (RDE) und die dort einzuhaltenden Grenzwerte.

Mit Zunahme der Laufleistung hat die Alterung der Abgasnachbehandlungssysteme bei Diesel-

Pkw einen deutlichen Einfluss auf deren durchschnittlichen NOx-Emissionen. Dabei ist zu

berücksichtigen, dass Fahrzeuge mit älteren Emissionsnormen im Durschnitt eine deutlich

höhere Laufleistung haben als modernere Fahrzeuge und damit der Alterungseffekt noch stärker

7

bei den Emissionen sichtbar wird. In Abbildung 2 werden die NOx-Emissionsfaktoren unter

Berücksichtigung der Alterung gezeigt und den Werten aus HBEFA 3.3 gegenübergestellt. Der

Grenzwert für Messungen auf dem Rollenprüfstand ist nur als zusätzliche Information

dargestellt und muss für große Laufleistungen über 150.000 km durch die Hersteller nicht

eingehalten werden.

Abbildung 2: Durchschnittliche NOX-Emissionen in mg/km für Diesel-Pkw (ab Euro 3) im Jahr 2018

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; durchschnittliche Verkehrssituationen und Temperaturverlauf

in Deutschland; Alterung entsprechend der durchschnittlichen Laufleistung (außer bei Euro 6d-TEMP/6d)

*Laufleistung von 50.000 km, **Technologie-Abschätzung

Quelle: UBA 2019 auf Basis HBEFA 3.3 u. 4.1

Auch die NOx-Emissionsfaktoren für den betriebswarmen Motor der leichten Nutzfahrzeuge

mit Diesel-Antrieb (Diesel-LNF) ändern sich insbesondere ab der Emissionsnorm Euro 3

deutlich. Die Abbildung 4 stellt die in HBEFA 4.1 neu bestimmten NOx-Emissionsfaktoren von

Diesel-LNF den Werten der HBEFA-Version 3.3 gegenüber. Für Diesel-LNF aller

Emissionsnormen wurde die gleiche Laufleistung von 50.000 km zugrunde gelegt. Die

Zusammensetzung der LNF-Flotten entspricht der des Jahres 2018.

8

Abbildung 3: Durchschnittliche NOX-Emissionen in mg/km für Diesel-LNF ab der Emissionsnorm Euro 3

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; durchschnittliche Verkehrssituation und Temperaturverlauf in

Deutschland; Laufleistung von 50.000 km (für Alterung)

Quelle: UBA 2019

Wie Abbildung 4 zeigt, kommt es im HBEFA 4.1 für den betriebswarmen Motor bei Diesel-LNF

ab der Emissionsnorm Euro 4 grob zu einer Verdoppelung der NOx-Emissionen gegenüber den

Werten in HBEFA 3.3. Die Zunahme pro Fahrzeug ist damit deutlich größer als bei Diesel-Pkw.

Dies ist damit zu begründen, dass für Diesel-Pkw schon mit HBEFA 3.3 die Emissionsfaktoren für

NOx aktualisiert und dabei deutlich erhöht wurden. Für LNF erfolgt die Erhöhung hingegen im

HBEFA 4.1. Diesel-LNF der Emissionsnormen Euro 6d-TEMP und 6d sind in 2018 noch nicht

signifikant im Bestand und deren Emissionsfaktoren in der Abbildung auch nicht separat

ausgewiesen. Neue Temperaturkorrekturen (siehe Abschnitt 3) sind bei Diesel-LNF ab der

Emissionsnormen Euro 3 eine wichtige Ursache der Zunahme der HBEFA-Emissionsfaktoren.

Wie Abbildung 4 zeigt, kommt es bei einer zusätzlichen Berücksichtigung der Alterung der

Abgasnachbehandlung mit zunehmender Laufleistung zu einer noch stärkeren Zunahme der

NOx-Emissionen. Die in HBEFA 4.1 aktualisierte Alterung spielt aufgrund der hohen mittleren

Laufleistung insbesondere bei Euro-3- und -4-Diesel-LNF eine größere Rolle und ist bei diesen

eine wichtige Ursache für die Erhöhung der Emissionen im praktischen Betrieb. 8

8 In HBEFA 3.3 führt die Alterung bei LNF zu keiner signifikanten Zunahme der Emissionsfaktoren, wie der Vergleich zwischen Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigt.

9

Abbildung 4: Durchschnittliche NOX-Emissionen in mg/km für Diesel-LNF (ab Euro 3) im Jahr 2018

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; durchschnittliche Verkehrssituationen und Temperaturverlauf

in Deutschland; Alterung entsprechend der durchschnittlichen Laufleistung

Quelle: UBA 2019

Auch bei schweren Nutzfahrzeugen mit Diesel-Antrieb (Diesel-SNF) kommt es zu einer

Zunahme der NOx-Emissionen über alle Euro-Normen hinweg. Besonders groß ist die Zunahme

bei SNF der Emissionsnorm Euro VI. Hier kommt es aufgrund neu vorliegender Messungen zu

einer Verdreifachung des für Deutschland durchschnittlichen NOx-Emissionsfaktors. Im

innerstädtischen Betrieb vervierfachen sich diese sogar u.a. aufgrund der reduzierten

Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlung bei innerstädtischen Fahrsituationen. Zusätzlich

zeigen Messungen im Auftrag des UBA die Abnahme der NOx-Minderung der Abgasreinigung mit

dem Alter. Auf die reduzierte Reinigungsleistung der SCR-Anlagen innerorts hat die EU bereits

durch Verschärfung der Abgasgesetzgebung reagiert, sodass zukünftig diese Problematik

entschärft werden kann.

4.2 Softwareupdate VW-Motors EA 189

In HBEFA 4.1 wurde ein NOx-Emissionsfaktor für vom Pflichtrückruf (EA 189) betroffene

Fahrzeuge des VW-Konzerns nach Softwareupdate hinzugefügt (siehe Abbildung 1). Insgesamt

sind in Deutschland rund 2 Mio. Pkw von dieser Maßnahme betroffen, deren Umsetzung sich

vom Jahr 2016 bis 2019 erstreckte. Die Minderungswirkung im NOx-Emissionskennfeld wurde

durch Emissionsdifferenzen vor und nach Softwareupdate aus Messungen an acht betroffenen

Fahrzeugen abgeleitet. Dabei wurden die Fahrzeugmodelle entsprechende ihrer Verbreitung im

Fahrzeugbestand gewichtet.

Die Minderungswirkung im Emissionskennfeld wurde dafür vom Kennfeld aller Euro-5-Diesel-

Pkw subtrahiert. Abbildung 5 zeigt sowohl die NOx-Emissionsfaktoren für die betroffenen

Fahrzeuge (EA 189) vor und nach Softwareupdate als Basisemissionsfaktor sowie mit

Temperaturkorrektur aufgrund der deutschen Jahrestemperaturverteilung bzw. zusätzlich mit

Kaltstartzuschlag. Weiterhin sind in der Abbildung auch Durchschnittswerte für die deutsche

Euro-5-Diesel-Pkw-Flotte (Euro 5*) ohne die betroffenen Fahrzeuge mit dem VW-Motor EA 189

dargestellt. Das NOx-Emissionsniveau der vom Software-Update betroffenen Pkw mit dem Motor

EA 189 ist sowohl vor als auch nach dem Softwareupdate nur unwesentlich von der

10

Umgebungstemperatur abhängig – anders als für die übrige Euro-5-Diesel-Pkw-Flotte. Das

Softwareupdate führte in durchschnittlichen Verkehrssituationen und im durchschnittlichen

Temperaturverlauf in Deutschland zu einer Senkung der NOx Emissionen um ca. 25 % (absolut:

199 mg NOx/km beim betriebswarmen Motor ohne Kaltstart). Jedoch betragen die NOx-

Emissionen – wie bereits ausgeführt – selbst nach dem Softwareupdate immer noch das 3,3-

fache des Grenzwerts (betriebswarmer Motor, mittlere Säule in Abbildung 3).

Abbildung 5: NOx-Emissionsfaktoren in mg/km für Diesel-Pkw mit VW-Motor der Reihe EA 189 vor und nach Software-Update im Vergleich zu übrigen Euro-5-Diesel Pkw (ohne EA 189) teilweise mit Berücksichtigung der Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur

Durchschnittliche Verkehrssituation und Temperaturverlauf in Deutschland; Laufleistung von 50.000 km ( für

Alterung)

Quelle: UBA 2019

4.3 CO2-Emissionen bei Pkw und LNF (betriebswarmer Motor)

Die Emissionsfaktoren für Kohlendioxid (CO2) erhöhen sich sowohl bei Pkw, LNF als auch bei

schweren Nutzfahrzeugen (SNF) gegenüber den Werten aus HBEFA 3.3 deutlich (siehe

Abbildungen 4 und 5; gezeigt für Pkw und LNF). Dies ist ein weiteres Resultat der

grundlegenden Aktualisierung vom HBEFA 4.1. Realistischere Fahrzeugmassen durch

Zusatzausstattungen sowie Beladungen, größere Luftwiderstande durch Anhänger oder

Dachboxen und höhere Rollwiderstände durch Fahren auf nasser Fahrbahn, Winterreifen oder

zu niedrigen Luftdruck werden nun erstmals berücksichtigt und führen zu realistischeren

Verbrauchswerten und damit zu höheren CO2-Emissionen. Der Kraftstoffverbrauch wurde in

früheren Version vom HBEFA von Euro-3-Benzin- und -Diesel-Pkw abgeleitet. Diese

Vorgehensweise wurde nun vollständig geändert; nun werden CO2-Emissionen auf der Basis

differenzierter Verbrauchsfaktoren für alle Technologien und Emissionsstandards hergeleitet.

Diese werden basierend auf offiziellen Daten aus dem EU-CO2-Monitoring (CO2-Emissionen aus

der Typgenehmigung neuer Pkw) und dem Real-World-Mehrverbrauch auf der Straße aus

öffentlich zugänglichen Datenbanken kalibriert.

Die CO2-Emissionen sind auf der Straße und damit real im Zeitraum seit 2000 (Euro 3) für neue

Pkw nur um 8 %, für neue leichte Nutzfahrzeuge lediglich um 2 % gesunken. Gründe hierfür sind

11

die immer weiter zunehmende Masse und Leistung der Fahrzeuge in Kombination mit der noch

bis 2018 gültigen Typgenehmigung im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) und der

entsprechenden Testprozedur.

Abbildung 6: Vergleich der direkten CO2-Emissionsfaktoren in g/km aus HBEFA 3.3 und 4.1 für Pkw* im Jahr 2018

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; Durchschnittliche Verkehrssituationen in Deutschland

Quelle: UBA 2019

Abbildung 7: Vergleich der direkten CO2-Emissionsfaktoren in g/km aus HBEFA 3.3 und 4.1 für LNF* im Jahr 2018

Betriebswarmer Motor, ohne Kaltstartzuschlag; Durchschnittliche Verkehrssituationen in Deutschland

Quelle: UBA 2019

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Stand: 20. September 2019 (1. Aktualisierung)